5G智能手机中可能需要16跟天线。“每根天线都有独立的PA和移相器,并与一个覆盖整个工作频率的信号收发器相连,”Strategy Analytics行业分析师Chris Taylor说道,“理想的状况是把天线放在信号收发器上面,或者与收发器做在一起,所以信号收发器要有多个由小的PA组成的发射通道。所有进出天线的信号都在模拟域处理。”
用毫米波器件设计一个系统非常有挑战性。“很多客户不但关心系统的架构,还想知道究竟用什么技术来具体实现,”GlobalFoundries Rabbeni说道,“这很大程度上取决于系统要集成多少功能,以及如何划分子系统。”
“此外,布局布线对于毫米波的影响很大,”Rabbeni说,“各个部件之间靠得很近以减小损耗。处理毫米波电路不是一件容易事。”
相控阵器件通常由不同的工艺制造而成,不过现在多数采用标准CMOS工艺和硅锗(SiGe)工艺。“在毫米波相控阵/主动天线应用中,硅锗工艺已经得到了证明。”TowerJazz高级战略市场总监Amol Kalburge说。
"此外,硅锗材料可以把先进CMOS工艺和片上无源器件集成在一起,这样就减小系统级芯片(SoC)的面积以提高集成度,并在成本与性能的平衡上做到更好,”Kalburge说,“我们认为硅锗材料将在5G射频前端IC发挥重大作用,当然也会用到其他三-五价材料。”
“在6GHz频率以下的应用中,SOI工艺的开关将继续是主流,但SOI开关在毫米波频率的应用研究还不充分,其可发挥的作用与可能遇到的问题还是个未知数。波束成型天线可以支持不同的收发通道,所以在毫米波中有可能不需要天线开关也能实现两个通道的完全隔离。如果毫米波应用仍然需要模拟开关,现在的SOI工艺开关由于插入损耗高,很有可能不可用。SOI工艺的不足将给MEMS工艺开关或其他新技术带来机会。”Kalburge说道。